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中美科研团队开宣布扭麻花制冷办法

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新华社华盛顿10月11日电(记者周舟)中美两国科研团队开宣布一种新式柔性制冷办法,运用橡胶、鱼线和镍钛合金等资料像“扭麻花”一般完成制冷,有望显着进步热机功率,节约电能并下降制冷本钱。

近来宣布在美国《科学》杂志上的研讨显现,这种被称为“扭热制冷”的新策略先对纤维加捻,然后经过解捻取得显着降温,其卡诺功率可达67%,超越传统空气压缩制冷不到60%的卡诺功率。卡诺功率是用于衡量热机最大工作功率的目标。

据介绍,现在空谐和冰箱制冷耗费全球约20%的电能,需求还将持续添加,这将进一步加重地球温室效应。进步制冷功率是科学界亟待解决的问题。

我国南开大学和美国得克萨斯大学达拉斯分校研讨人员领导的团队将纤维状的橡胶弹性体两头固定,一端加捻使其构成类似于DNA的超螺旋结构,并将纤维拉长一倍。随后,伸长和加捻后的结构在快速开释中降温,最大降温点可降温16.4摄氏度。

论文一起通讯作者、南开大学药学院教授刘遵峰说,传统“弹热制冷”需要将橡皮筋拉长6至7倍再缩回,“扭热制冷”比它的卡诺功率高一倍,且体积更小。

研讨团队运用鱼线、纺织线等耐久性更强的刚性高分子资料也完成了制冷作用,且相同形变下的降温作用比橡胶更强。研讨还显现,将4根镍钛合金丝加捻并解捻,最大降温点可取得20.8摄氏度的降温,全体均匀降温可达18.2摄氏度,一个制冷周期只要30秒左右。

研讨人员据此制作了一个冰箱模型,用3根镍钛合金丝给活动的水降温,解捻每厘米0.87转即可取得7.7摄氏度的降温。

研讨人员还在资料外表涂覆上热致变色涂料,使纤维随捻度改变发作可逆的色彩改变,未来有望用于可穿戴设备、可视传感器和智能变色织物等。

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